La structure du rein

Structure du rein. La substance du rein n'est pas uniforme en coupe transversale. Elle se compose d'une couche superficielle de 0,4 à 0,7 cm d'épaisseur et d'une couche profonde de 2 à 2,5 cm d'épaisseur, représentée par des zones pyramidales. La couche superficielle forme le cortex rénal, de couleur rouge foncé, composé des corpuscules rénaux et des tubules proximaux et distaux des néphrons. La couche profonde du rein, plus claire et rougeâtre, constitue la médullaire, qui contient les parties descendantes et ascendantes des tubules (néphrons), ainsi que les tubes collecteurs et les tubules papillaires.

Le cortex rénal (cortex renalis), qui forme sa couche superficielle, n'est pas homogène, mais se compose d'une alternance de zones claires et foncées. Les zones claires sont coniques et s'étendent en rayons depuis la médullaire jusqu'au cortex. Les rayons de la médullaire (radii medullaris) forment la partie radiée (pars radiata), qui contient les tubules rénaux droits, qui se prolongent dans la médullaire du rein, et les premières sections des canaux collecteurs. Les zones sombres du cortex rénal sont appelées la partie contournée (pars convoliita). Elles contiennent les corpuscules rénaux, les sections proximale et distale des tubules rénaux contournés.

Contrairement au cortex, la médullaire rénale (medulla renalis) ne forme pas une couche continue. Sur la partie frontale de l'organe, elle se présente sous forme de sections triangulaires distinctes, séparées les unes des autres par des colonnes rénales. Ces colonnes rénales (columnae renalis) sont des sections étroites traversées par des vaisseaux sanguins, entourées de tissu conjonctif: artère et veine interlobaires. Les sections triangulaires de la médullaire sont appelées pyramidesrénales; on en compte de 10 à 15 dans le rein. Chaque pyramide rénale possède une base (basis pyramidis) orientée vers le cortex et un sommet en forme de papille rénale (papilla renalis), dirigé vers le sinus rénal. La pyramide rénale est constituée de tubules droits formant des anses de néphrons et de canaux collecteurs traversant la médullaire. Ces tubes fusionnent progressivement pour former 15 à 20 courts canaux papillaires (ductus papillares) au niveau de la papille rénale. Ces dernières s'ouvrent dans les petites cupules rénales à la surface de la papille par des ouvertures papillaires (foramina papillaria). En raison de la présence de ces ouvertures, le sommet de la papille rénale présente une structure en treillis appelée zone criblée (area cribrosa).

Les caractéristiques structurelles du rein et de ses vaisseaux sanguins permettent de diviser la substance rénale en cinq segments: supérieur (segmentum superius), supérieur antérieur (segmentum anterius superius), inférieur antérieur (segmentum anterius inferius), inférieur (segmentum inferius) et postérieur (segmentum posterius). Chaque segment unit deux ou trois lobes rénaux. Un lobe rénal (lobus renalis) comprend la pyramide rénale et le cortex adjacent du rein et est limité par des artères et des veines interlobulaires situées dans les colonnes rénales. Le lobe rénal compte environ 600 lobules corticaux. Le lobule cortical (lobulus corticalis) est constitué d'une partie rayonnante entourée d'une partie repliée et est limité par des artères et des veines interlobulaires adjacentes.

L'unité structurelle et fonctionnelle du rein est le néphron. Il est constitué de la capsule glomérulaire (capsula glomerularis; capsule de Shumlyansky-Bowman), en forme de calice à double paroi, et de tubules. La capsule entoure le réseau capillaire glomérulaire, ce qui donne naissance au corpusculerénal (de Malpighi). La capsule glomérulaire se prolonge par le tubule contourné proximal (tubulus contortus proximalis) et passe dans l'anse néphrétique (anse de Henlé), qui comporte des parties descendante et ascendante. L'anse néphrétique passe par le tubule contourné distal (tubulus contortus distalis), qui se jette dans le tubule collecteur rénal (tubulus renalis colligens). Les tubules collecteurs rénaux se prolongent dans les canaux papillaires. Sur toute leur longueur, les tubules néphroniques sont entourés de capillaires sanguins adjacents.

Environ 80 % des néphrons possèdent des corpuscules rénaux situés dans le cortex et une anse relativement courte descendant uniquement dans la partie externe de la moelle. Environ 1 % des néphrons sont entièrement situés dans le cortex rénal. Ce sont tous des néphrons corticaux. Les 20 % restants possèdent des corpuscules rénaux, des tubules contournés proximaux et distaux situés à la frontière avec la moelle, et leurs longues anses descendant dans la moelle; ce sont des néphrons périmédullaires (juxtamédullaires).

Il y a environ un million de néphrons dans un rein. La longueur des tubules d'un néphron varie de 20 à 50 mm, et la longueur totale de tous les tubules de deux reins est d'environ 100 km.

La structure du néphron est complexe. Le néphron commence par sa capsule, entre les parois externe et interne de laquelle se trouve la cavité de la capsule néphronienne. À l'intérieur de la capsule se trouve le réseau capillaire glomérulaire (glomérule vasculaire), formé de plus de 50 hémocapillaires. La capsule néphronienne et le glomérule vasculaire forment le corpuscule rénal, d'un diamètre d'environ 20 μm. L'endothélium des capillaires sanguins du glomérule vasculaire présente des fenêtres mesurant jusqu'à 0,1 μm. La membrane basale est située à l'extérieur de l'endothélium. Sur sa face externe se trouve l'épithélium du feuillet interne de la capsule néphronienne. Les cellules épithéliales de ce feuillet sont de grande taille (jusqu'à 30 μm), de forme irrégulière et sont appelées podocytes. Des prolongements, les cytopodes, s'étendent à partir des podocytes et sont fixés à la membrane basale. Entre les cytopodes se trouvent d'étroites fentes (pores) donnant accès à la membrane basale. La couche externe de la capsule néphronique est constituée d'un épithélium cubique monocouche, également situé sur la membrane basale. L'épithélium des capillaires, les podocytes de la couche interne de la capsule et la membrane basale qui leur est commune forment l'appareil de filtration du rein. C'est par lui que le sang est filtré dans la cavité de la capsule et que l'urine primaire se forme (plus de 100 litres par jour).

Le tube contourné proximal du néphron est un tube court doté d'une lumière étroite et irrégulière, d'un diamètre d'environ 60 μm. Ses parois sont constituées d'un épithélium monocouche à bordure cubique. Les cellules épithéliales de la face apicale présentent une bordure en brosse, tandis que la face basale est striée. Les lysosomes et les mitochondries prédominent parmi les organites des cellules épithéliales. Au niveau de ce tubule, se produit la réabsorption des protéines, du glucose, des électrolytes et de l'eau de l'urine primaire vers les capillaires sanguins qui l'enveloppent (réabsorption).

La partie descendante de l'anse du néphron est fine (environ 15 µm de diamètre), tapissée de cellules épithéliales plates au cytoplasme clair et pauvre en organites. La partie ascendante est épaisse, d'environ 30 µm de diamètre. Elle est également tapissée de cellules épithéliales plates situées sur la membrane basale. Au niveau de l'anse du néphron, se produit la réabsorption d'eau, de sodium et d'autres substances.

Les tubes contournés distaux sont courts, avec un diamètre de 20 à 50 µm. Leurs parois sont constituées d'une seule couche de cellules cubiques dépourvues de bordure en brosse. La membrane plasmique de la plupart des cellules épithéliales est repliée grâce aux mitochondries situées sous le cytolemme. Une grande quantité d'eau est ensuite absorbée dans le sang à travers les parois des tubes contournés distaux. Le processus d'absorption se poursuit dans les tubes collecteurs. Par conséquent, la quantité d'urine finale (urine secondaire) diminue fortement. Les concentrations d'urée, d'acide urique et de créatine (substances non réabsorbables) dans l'urine secondaire augmentent.

Les tubules collecteurs rénaux, situés dans la partie radiaire du cortex, sont tapissés d'un épithélium cuboïde monocouche et, dans leur partie inférieure (dans la médullaire rénale), d'un épithélium cylindrique bas monocouche. L'épithélium des tubules collecteurs rénaux comprend des cellules claires et foncées. Les cellules claires sont pauvres en organites et leur cytoplasme forme des replis internes. Les cellules foncées présentent une ultrastructure similaire à celle des cellules pariétales des glandes gastriques.

Chaque papille rénale, au sommet de la pyramide, est entourée d'un calice rénal mineur en forme d'entonnoir (calix renalis minor). Parfois, plusieurs papilles rénales (2 ou 3) convergent vers un seul calice rénal mineur. La fusion de deux ou trois calices rénaux mineurs forme un calice rénal majeur (calix renalis major). La fusion de deux ou trois calices rénaux majeurs produit une cavité commune élargie: le bassinet rénal (pelvis renalis), en forme d'entonnoir aplati. Se rétrécissant progressivement vers le bas, le bassinet se prolonge dans l'uretère, au niveau du hile rénal. Les calices rénaux mineur et majeur, le bassinet rénal et l'uretère constituent les voies urinaires.

La formation du bassinet du rein se déroule en trois stades: embryonnaire, fœtal et mature. Au stade I, les grands calices rénaux ne sont pas exprimés, de sorte que les petits calices rénaux s'écoulent directement dans le bassinet. Au stade II, les grands calices rénaux existants passent dans l'uretère, et le bassinet n'est pas formé. Au stade III, on observe un nombre normal de petits calices rénaux, qui s'écoulent dans deux grands calices rénaux; ces derniers passent dans le bassinet du rein, d'où part l'uretère. Selon sa forme, le bassinet du rein peut être ampullaire, arborescent ou mixte.

Les parois du bassinet, des calices majeurs et mineurs, présentent la même structure. Elles sont divisées en membranes muqueuse, musculaire et externe (adventice). Les parois des calices mineurs, situées au niveau du fornix (partie initiale), sont constituées de cellules musculaires lisses formant une couche annulaire: le dépresseur du fornix (calice rénal). Des fibres nerveuses, des vaisseaux sanguins et lymphatiques s'approchent de cette section de la paroi. L'ensemble constitue l'appareil forniculaire du rein, dont le rôle est de réguler la quantité d'urine excrétée des tubules rénaux vers les calices mineurs, de créer un obstacle au reflux urinaire et de maintenir la pression intrapelvienne.

Les reins ne sont pas seulement des organes d'excrétion, ils exercent également une fonction endocrine. Dans les parois du tube ascendant de l'anse néphronique, à sa transition vers le tube contourné distal, entre les artérioles glomérulaires afférentes et efférentes, de hautes cellules épithéliales dépourvues de repliement basal sont situées sur une membrane basale très fine. Cette zone du tube distal est appelée macula densa. Elle détecterait vraisemblablement les variations de la teneur en sodium urinaire et affecterait les cellules juxtaglomérulaires qui sécrètent la rénine et le facteur érythropoïétique rénal. Les cellules juxtaglomérulaires sont situées sous l'endothélium, dans les parois des artérioles glomérulaires afférentes et efférentes, près de la macula densa. Dans le stroma des pyramides de la moelle, se trouvent des cellules dites interstitielles qui produisent des prostaglandines (substances biologiquement actives ayant des effets antihypertenseurs et autres). Le complexe endocrinien du rein participe à la régulation de la circulation générale et rénale et, par son intermédiaire, affecte la formation de l'urine.